鋼便橋、樁基平臺檢算

01孔樁平臺設計檢算書葛洲壩集團第五工程有限公司蚌埠市長淮衛(wèi)淮河大橋接線工程01標項目經(jīng)理部2014021檢算依據(jù)01公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范（JTJ025-86）鋼結構設計規(guī)范（GB50017-2003；公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范（JTJ024-85；公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JTG橋梁施工工程師手冊；材料力學，劉鴻文，高教出版社；港口工程樁基規(guī)范（JTJ254-98。6m鋼便橋基本結構材料及計算手段選擇長淮衛(wèi)淮河大橋主橋為(80+200+80)m360m。鋼桁拱梁由主桁、橋面系、平縱聯(lián)、橫聯(lián)與門架、吊索組成。233m，主桁的外4.75m42.5m16#17#墩為主18#1516#72m。北岸鋼便橋設置起于北岸主河槽岸，經(jīng)1817#87m。4x12m，3x12m+10.5m，94.54x12m，4x12m+10.5m，106.5兩座便橋各設置一非連[30b0.75mI25b6“321”加強型貝雷梁，8m80.9m2I45b2[30b剪刀撐連接成整體。10/小時。鋼便橋設計如圖1、圖2：圖1鋼便橋立面圖圖2鋼便橋橫截面圖（除高程外，單位均為mm）鋼管樁穩(wěn)定性及其入土深度。計算方法I25b計算荷載和工況作用在鋼便橋上的荷載主要有：靜力荷載：結構自重，根據(jù)不同的驗算內(nèi)容而不同，驗算中分別計算；活載：基本可變荷載：50T－50（自重）+20T（吊重、12m3混凝土運輸車25T(自重)+31T（混凝土；33.施工荷載及人群荷載：4KN/m24.橫向風荷載:風荷載取蚌埠市10年一遇風荷載值為：6.174KN/m2荷載，僅在鋼管樁檢算時計入；荷載組合為1.1×鋼材自重+1.4×車輛荷載。主要荷載工況12m12m主要荷載組合組合一：自重荷載+橫向風荷載；組合二：自重荷載+罐車荷載+汽車制動力。單片貝雷梁：I=250497.2cm4，E=2×105Mpa，W=3578.5cm3容許最大彎矩[M]=788.2kN?m,容許最大剪力[R]=245.2kN其他用到的型鋼：A3（Q235AE=210GPa；彎容許應力1.3[σ]=1.3x145=188MPa抗剪容許應力1.3[τ]=1.3x85=110.5MPa；軸向容許應力1.3[σ]=1.3x140=182MPa鋼便橋檢算別檢算。計算中處于安全考慮，都按照簡支梁進行簡化計算。工況一橋面槽鋼驗算：700kN，4.7m，0.76mI25b0.75m0.75mx0.3m，簡化為如下的受力模型：圖4橋面槽鋼簡化計算模型沿梁的縱向所受均布荷載為：q=700÷2×0.75×0.3

=39.2????/??跨中最大彎矩：

4.7

0.76????2M=8=

39.2×0.7528 =2.76????·m?? 2.76×103 []σ=????=392.6×10?6=7.1??????<1.3??滿足強度要求。25b

=188??????25b0.75m1.2m。最不利工況為履帶吊一條履的荷載。簡化模型如下圖所示：圖5工25b型鋼簡化計算模型（單位：mm）其中：??1=39.173????/??×0.75??×4×10??/????÷1.2??=0.98????/????2

=700÷2×0.75÷0.76=73.5????/??4.7跨中最大彎矩：??1??2M= 8

0.76??2??4

0.98×1.228

0.76×73.5×1.2=16.78????·m4?? 16.78×103 []σ=????=422.72×10?6=39.7??????<1.3??滿足強度要求。3）貝雷梁驗算

=188??????0.9m15m，15m30t12m15m考慮6m便橋運營實際情況，在12m跨內(nèi)不允許出現(xiàn)2臺履帶吊，即同方向12m12m0.75m均布荷載。簡化模型如下圖所示：圖6貝雷梁簡化計算模型（單位：m）其中：??1=（39.173????/??×12??×7+42????/??×2.1??×12）×10??/????÷12??=3.62????/????2=700÷2÷4.7=74.5????/??跨中最大彎矩：??1??2 4.7??2?? 3.62×122 350×12M= 8+ 4 = 8 + 4 =1115.16????·m＜[M]=788.2×2=1576.4kN·m滿足強度要求。15m30tF=300kN。??1=（39.173????/??×15??×7+42????/??×2.1??×15）×10??/????÷15??=3.62????/??跨中最大彎矩：??1??2M= 8

????=4

3.62×1528

300×15=1226.81????·m4＜[M]=788.2×2=1576.4kN·m滿足強度要求。工況二12m31.35m0.5m22t。橋面槽鋼驗算：同工況一，取一跨驗算。最不利情況為后輪作用在一跨槽鋼的跨中部位。I簡化為如下的受力模型：圖7橋面槽鋼簡化計算模型（單位：m）沿梁的縱向所受均布荷載為：q=220kN÷2×0.3÷0.5??=132????/??0.5跨中最大彎矩：M=0.5????=0.5×132×0.75=12.38????·m4 4?? 12.38×103 []σ=????=392.6×10?6=31.5??????<1.3??滿足強度要求。25b

=188??????和履帶吊施加的荷載。簡化模型如下圖所示：圖8工25b型鋼簡化計算模型（單位：m）其中：??1=39.173????/??×0.75??×4×10??/????÷1.2??=0.98????/??

=220kN÷2×0.3÷0.5??=132????/??0.5??1??2M= 8

0.5??2??4

0.98×1.228

0.5×132×1.2=19.98????·m4?? 19.98×103 []σ=????=422.72×10?6=47.3??????<1.3??滿足強度要求。3）貝雷梁驗算

=188??????0.9m15m，15m30t12m15m考慮6m便橋運營實際情況，在12m跨內(nèi)不允許出現(xiàn)2臺罐車，即同方向12m12m12m0.75m如下圖所示：圖9貝雷梁簡化計算模型（單位：m）其中：q=（39.173????/??×12??×7+42????/??×2.1??×12）×10??/????÷12??=3.62????/??G=560÷2=280????跨中最大彎矩：????2 ???? 3.62×122 280×12M=8+4= 8 + 4 =905.16????·m＜[M]=788.2×2=1576.4kN·m滿足強度要求。15m30tqF=300kN。q=（39.173????/??×15??×7+42????/??×2.1??×15）×10??/????÷15??=3.62????/??跨中最大彎矩：??1??2 ???? 3.62×152 300×15M= 8+4= 8 + 4 =1226.81????·m＜[M]=788.2×2=1576.4kN·m滿足強度要求。鋼管樁穩(wěn)定性計算01529mm8mmJTJ025-8645b立柱材料采用Q235鋼材，計算參考《橋梁施工工程師手冊》、《材料力學》和1).涌潮壓力根據(jù)淮河的涌潮，結合現(xiàn)場情況，涌潮（破碎波）壓力取9kN/m2，則便橋鋼管樁（D529）最大潮壓為9×0.529=4.77kN/m。2).水流力F=ρν2A＝5.67kN3)風荷載ZWKSZ

V2

=0.6×1.17×342/1600=0.5kPa立柱的截面積：

A

d2)/

2橫截面的慣性矩：I截面的慣性半徑：i

4IAIA

d4)/0.184

3m4桿件的細長比：由于立柱上端鉸接，下端固結，參考《材料力學》取長度因素0.667，則：l=50.75i根據(jù)柔度

51，根據(jù)《鋼結構設計規(guī)范》取穩(wěn)定因數(shù)

穩(wěn)定性驗算按下式進行計算：σ=N+

βmxMx <fφxA γx)γx—截面塑性發(fā)展系數(shù)，取1.0N’EX—歐拉臨界力，N’EX=2787KNβmx—等效彎矩系數(shù)，取1.0N為豎向荷載，取為500kN。Mx：18.5m，13m，4mMx=89.9kN·m;Wx=1680.12cm3σ=

+ 89.9×103

=38.19+6.25=44.44MPa130.94×10?4

27871680.12×10?6×(1?0.8×500)2787經(jīng)計算可知最大應力為44.44MPa，滿足規(guī)范要求。鋼管樁埋深計算單根鋼管樁最大入土深度。單根樁按照50t設計。根據(jù)《港口工程樁基規(guī)范》（JTJ254-98）第4.2.4條：dQ1dR

fili

qR式中：Qd—單樁垂直極限承載力設計值（kNd—單樁垂直承載力分項系數(shù)，取1.45；U—樁身截面周長（m，本處鋼管樁外徑周長：1.66m；qfii（kPalii（m；qR—單樁極限樁端阻力標準值（kPa；樁身截面面積，Φ529mmx8mm取單樁上部作用力最大值進行入土深度計算：表1 土層摩阻力統(tǒng)計表序號土層名稱樁周摩阻力（kPa）頂面（m）底面高程（m）層厚（m）1粉質(zhì)黏土257.734.333.42軟土204.33-3.577.93細沙25-3.57-7.273.74細沙35-7.27-11.874.6做適當調(diào)整。8m2.1計算方法同2.2節(jié)。計算荷載和工況作用在鋼便橋上的荷載主要有：靜力荷載：結構自重，根據(jù)不同的驗算內(nèi)容而不同，驗算中分別計算；活載：基本可變荷載：120T－120（自重）+50T（吊重、12m325T(自重)+31T（混凝土；103.施工荷載及人群荷載：4KN/m24.橫向風荷載:風荷載取蚌埠市10年一遇風荷載值為：6.174KN/m2荷載，僅在鋼管樁檢算時計入；荷載組合為1.1×鋼材自重+1.4×車輛荷載。8m（1）212m3100t（2）80t22m140t170t。主要荷載工況9m9m主要荷載組合組合一：自重荷載+橫向風荷載；組合二：自重荷載+罐車荷載+汽車制動力。2.3.4鋼便橋檢算別檢算。計算中處于安全考慮，都按照簡支梁進行簡化計算。工況一橋面槽鋼驗算：9m1.015mI25b0.75m0.75mx0.3m，簡化為如下的受力模型：圖11橋面槽鋼簡化計算模型沿梁的縱向所受均布荷載為：q=1700÷2×0.75×0.3

=28.2????/??跨中最大彎矩：

6.69

1.015????2M=8=

28.2×0.7528 =2.0????·m?? 2.0×103 []σ=????=392.6×10?6=5.1??????<1.3??

=188??????滿足強度要求。25b25b0.75m1.2m。最不利工況為履帶吊一條履的荷載。簡化模型如下圖所示：圖12工25b型鋼簡化計算模型（單位：m）其中：??1=39.173????/??×0.75??×4×10??/????÷1.2??=0.98????/????2

=1700÷2×0.75÷1.015=93.9????/??6.69??1??2M= 8

1.015??2??=4

0.98×1.228

1.015×93.9×1.2=28.76????·m4?? 28.76×103 []σ=????=422.72×10?6=68.1??????<1.3??滿足強度要求。3）貝雷梁驗算

=188??????0.9m9m0.75m梁上的作用視為均布荷載。簡化模型如下圖所示：圖13貝雷梁簡化計算模型（單位：m）其中：??1=（39.173????/??×9??×7+42????/??×2.1??×9）×10??/????÷9??=3.62????/????2=1700÷2÷6.69=127.06????/??跨中最大彎矩：q1l2 6.69q2l 3.62×92 850×9M= 8+ 4 = 8 + 4 =1949.15kN·m＜[M]=788.2×3=2364.6kN·m滿足強度要求。工況二12m31.35m0.5m22t。6m6m算。鋼管樁穩(wěn)定性計算01529mm8mmJTJ025-8645b立柱材料采用Q235鋼材，計算參考《橋梁施工工程師手冊》、《材料力學》和《公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范》。涌潮壓力根據(jù)淮河的涌潮，結合現(xiàn)場情況，涌潮（破碎波）壓力取9kN/m2，則便橋鋼管樁（D529）最大潮壓為9×0.529=4.77kN/m。水流力F=ρν2A＝5.673)風荷載ZWKSZ

V2

=0.6×1.17×342/1600=0.5kPa立柱的截面積：

A

d2)/

2橫截面的慣性矩：I截面的慣性半徑：i

4IAIA

d4)/0.184

3m4桿件的細長比：由于立柱上端鉸接，下端固結，參考《材料力學》取長度因素0.667，則：l=50.75i根據(jù)柔度

51，根據(jù)《鋼結構設計規(guī)范》取穩(wěn)定因數(shù)

穩(wěn)定性驗算按下式進行計算：σ=N+

βmxMx <fφxA γx)γx—截面塑性發(fā)展系數(shù)，取1.0N’EX—歐拉臨界力，N’EX=2787KNβmx1.0N600kNMx：18.5m，13m，4mMx=89.9kN·m;Wx=1680.12cm3σ=

+ 89.9×103

=45.83+6.25=52.08MPa130.94×10?4

1680.12×10?6×(1?0.8×500)2787經(jīng)計算可知最大應力為52.08MPa，滿足規(guī)范要求。2787鋼管樁埋深計算單根鋼管樁最大入土深度。單根樁按照60t設計。根據(jù)《港口工程樁基規(guī)范》（JTJ254-98）第4.2.4條：dQ1dR

fili

qR式中：Qd—單樁垂直極限承載力設計值（kNd—單樁垂直承載力分項系數(shù)，取1.45；U—樁身截面周長（m，本處鋼管樁外徑周長：1.66m；qfii（kPalii（m；qR—單樁極限樁端阻力標準值（kPa；樁身截面面積，Φ529mmx8mm取單樁上部作用力最大值進行入土深度計算：表2 土層摩阻力統(tǒng)計表序號土層名稱樁周摩阻力（kPa）頂面（m）底面高程（m）層厚（m）1粉質(zhì)黏土257.734.333.42軟土204.33-3.577.93細沙25-3.57-7.273.74細沙35-7.27-11.874.6做適當調(diào)整。樁基平臺設計檢算樁基平臺基本結構材料及計算手段選擇6mm0.35m3“321”2I45bφ529×82[30b樁基平臺布置如圖14、圖15：圖14 樁上平臺布置平面圖圖15兩樁間平臺布置平面圖便橋，故可知其設計滿足強度要求，不再進行檢算。只對樁上平臺進行檢算。計算方法I25b計算荷載和工況作用在樁基平臺上的荷載：靜力荷載：結構自重，根據(jù)不同的驗算內(nèi)容而不同，驗算中分別計算；活載：10t，10t，3.施工荷載及人群荷載：4KN/m210：6.174KN/m2荷載，僅在鋼管樁檢算時計入；荷載組合為1.1×鋼材自重+1.4×車輛荷載。主要荷載工況只計算一種工況：打樁機位于梁跨中位置。主要荷載組合自重荷載+橫向風荷載。2.3.4樁基平臺檢算打樁機總重28t，前后軸距7m。重量分配為前軸輪18t，后軸12t。橋面鋼板驗算：2.3m，垂直于0.3m下工字鋼支點。取一米寬的鋼板簡化為簡支梁計算：q=180÷2.3=78.26kN/m????2M=